試論有機合成在農(nóng)藥中的應用

郭逍

摘 要：農(nóng)藥是防治農(nóng)業(yè)作物病蟲害的主要手段，其實際效果直接關系到農(nóng)業(yè)創(chuàng)收和農(nóng)民的生活水平，所以其制造、研發(fā)過程一直受到廣泛的關注，本文以有機反應類型和機理把化學農(nóng)藥有機合成所劃分的取代、加成、重排、氧化、偶聯(lián)五種反應作為研究對象，結合幾種實際農(nóng)藥產(chǎn)品的物理化學特征及合成過程，對有機合成在農(nóng)藥中的應用展開研究，為我國農(nóng)業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展作出努力。

關鍵詞：有機合成;農(nóng)藥;應用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.21.236

0 前言

通過有機反應使簡單易得的原料，生成具有特定結構和功能的有機化合物的過程就被稱之為有機合成，而狹義農(nóng)藥作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中為保證、促進農(nóng)作物成長，所使用的殺蟲、殺菌、殺滅農(nóng)業(yè)相關一切有害生物的藥物，屬精細化工產(chǎn)品，將有機合成應用于農(nóng)藥生產(chǎn)中具有重要的作用。

1 取代反應

親核取代反應和親電取代反應是取代反應的主要分支，取代反應在農(nóng)藥中得到廣泛的應用，例如由海灣公司研發(fā)的化學式為O-α-氰基亞苯基氨基-O，O-二乙基硫代磷酸酯的辛硫磷，其物理特性表現(xiàn)為黃色溶液，密度為每毫升1.176克，熔點在5至6攝氏度之間，化學特性為雖不溶于水但易溶于丙酮、芳烴等化合物，具有毒性，雄大鼠經(jīng)口急性毒性LD502170mg/kg，對人、畜低毒，其殺蟲譜廣，擊倒力強，以觸殺和胃毒作用最為明顯，防治鱗翅目幼蟲效果較好，但由于其在光作用下不穩(wěn)定，易分解，常用于地下治蟲，當其作用于昆蟲體內(nèi)時會代謝成甲拌磷，對家蠅chE產(chǎn)生強烈的抑制作用，而作用于哺乳動物會水解為二乙氧基磷酸，在高選擇毒性的作用下葉蟬、蚜蟲、地老虎等農(nóng)業(yè)蟲害可以得到有效控制，合成流程中第二個步驟即親核取代反應;而日本三公公司生產(chǎn)的噠菌酮，其純品物理特性為白色結晶狀固體，熔點在250.5至253.5攝氏度之間，在22至25攝氏度之間，其在每升水中可溶解0.74克，在甲醇中可溶解2克，在丙酮中可溶解3.4克，雄大鼠經(jīng)口急性毒性LD5012000mg/kg，其主要通過對隔膜和菌絲的抑制作用，實現(xiàn)殺菌，所以農(nóng)作物中的水稻、花生等在合理施用的情況下可以達到殺菌目的，其合成過程中第三個環(huán)節(jié)即親電取代反應[1]。

2 加成反應

由親核加成、親電加成和加成消去三種反應構成的加成反應，在農(nóng)藥中間體合成的成環(huán)和新型雜環(huán)農(nóng)藥合成中得到廣泛的應用，例如日本曹達公司生產(chǎn)的甲基硫菌靈，其物理特性表現(xiàn)為無色結晶狀固體，熔點在172攝氏度，在22至25攝氏度之間，不溶于水，在每千克甲醇中可溶解29.2毫克，在丙酮中可溶解58.1毫克，除此之外，在環(huán)已酮、乙酸乙酯、氯仿等有機溶液中也可有一定溶解，雄、雌大鼠經(jīng)口急性毒性LD5010000mg/kg，當其作用于植物體時，會迅速轉(zhuǎn)化為多菌靈，使紡錘體形成受到嚴重阻礙，細胞分裂受限，所以對于稻瘟病、紋枯病、赤霉病、白粉病等常見農(nóng)作物病害有明顯的防治效果，其合成流程中第二個步驟即親核加成反應;下文中的呋喃丹合成流程中的第三步驟即親電加成反應;而日本農(nóng)藥公司和拜耳公司共同研發(fā)的戊菌隆，其純品的物理特性為無色無味的結晶狀固體，其熔點在128至132攝氏度之間，常溫中每升水可溶解0.3毫克，在有機溶劑中可溶解，例如甲苯中每升可溶解20毫克，大、小鼠經(jīng)皮急性毒性LD505000mg/L，其在防治水稻紋枯病、蔬菜花卉立枯死菌病等方面具有重要作用，在其合成過程中的第一步驟即出現(xiàn)了加成消去反應，加成后消去的為水分子[2]。

3 重排反應

重排反應中丙烯基乙烯基醚或丙烯基苯基醚的熱遷移反應重排在農(nóng)藥中應用較為廣泛，例如FMC公司生產(chǎn)的呋喃丹，其純品物理性質(zhì)表現(xiàn)為白色晶體，熔點在153至154攝氏度之間，每千克水中可溶解250至700毫克，在有機溶液中極易溶解，如丙酮等，雄、雌大鼠經(jīng)口急性毒性LD5014mg/kg，大兔經(jīng)皮急性毒性LD5010000mg/kg，其主要也通過觸殺和胃毒發(fā)揮作用，主要防治刺吸和咀嚼口器的農(nóng)業(yè)害蟲，而對于昆蟲可降低其乙烯膽堿酯酶的形成，對于棉花、玉米、馬鈴薯等農(nóng)作物有明顯的效果，其合成流程第二個步驟即重排反應。

4 氧化反應

氧化反應在農(nóng)藥中的應用雖不廣泛，但作用非常明顯，例如杜邦和拜耳公司聯(lián)合研發(fā)的福美雙，其純品的物理特性為無色結晶固體，熔點在155至156攝氏度之間，在常溫下每升水可溶解18毫升左右，在有機溶液中也有一定的溶解現(xiàn)象，大鼠經(jīng)口急性毒性LD502600mg/kg，小鼠經(jīng)口急性毒性LD502000mg/kg，其殺菌作用發(fā)揮的同時具有一定的保護作用，在土壤、種子處理的過程中得到廣泛的應用，例如對大麥、玉米、水稻等農(nóng)作物土壤及種子保護過程中應用可以有效的防治其出現(xiàn)炭疽病、立枯病等，其合成流程第二個步驟即氧化反應[3]。

5 偶聯(lián)反應

自由基反應中的偶聯(lián)反應在農(nóng)藥中并不常應用，以ICI公司研發(fā)的百草枯為例，純品百草枯的物理性質(zhì)表現(xiàn)為無色結晶固體，熔點為340攝氏度，常溫中每升水可溶解620毫克，在有機溶劑中溶解難度較大，雄、雌大鼠經(jīng)口急性毒性LD50911mg/kg，豚鼠經(jīng)口急性毒性LD5058mg/kg，其主要通過觸殺實現(xiàn)除草的作用，但值得注意的是由于百草枯在與土壤接觸后其殺草活性將嚴重縮減，所以在茶、油菜等作物播前用于除草的效果較明顯，如果在行間除草中應用，可治理對象應為玉米、大豆等土表上層作物，其合成流程第二個步驟即偶聯(lián)反應。

6 結論

通過上述農(nóng)藥中有機合成反應的具體應用的介紹，可以發(fā)現(xiàn)有機合成在農(nóng)藥中得到廣泛的應用，結合其物化特征確定具體的應用范圍，可有效的控制農(nóng)業(yè)病蟲害，促進農(nóng)業(yè)的持續(xù)發(fā)展，而農(nóng)藥的應用效果取決于科學使用，而并不是追逐量上的積累，否則其毒性將威脅人類的健康，由此可見有機合成應用于農(nóng)藥中可促進農(nóng)藥效果的提升，但不能盲目忽視客觀規(guī)律。

參考文獻：

[1]沈海民.非均相環(huán)糊精在水相有機合成反應中的應用[J].化學進展，2015，01（36）：96-99.

[2]李敬，張建軍，李娜，李佳，劉娟，劉倩.和肽素及缺血修飾白蛋白在急性有機磷農(nóng)藥中毒早期心肌損傷中的應用[J].南方醫(yī)科大學學報，2015，02（12）：93-96.

[3]鄒懷波.鐵咔咯配合物在有機合成中的催化應用[J].化學進展，2015，05（17）：76-79.endprint